Nowe narzędzia do badania egzoplanet
Na razie na temat egzoplanet wiemy tyle, że istnieją, mimo że odkryto ich już tysiące. Poza tym jednak nie wiemy zbyt wiele o tych tajemniczych planetach, które znajdują się poza naszym własnym układem słonecznym. „Ostatnią granicą w badaniach egzoplanet jest dokładne scharakteryzowanie ich atmosfer”, mówi Jeremy Leconte, astrofizyk z Francuskiego Narodowego Centrum Badań Naukowych. „Tylko w ten sposób będziemy mogli poznać niezwykłą różnorodność zidentyfikowanych przez nas egzoplanet”. Prowadzenie takich badań stanie się znacznie łatwiejsze po nawiązaniu połączenia z Kosmicznym Teleskopem Jamesa Webba (ang. James Webb Space Telescope, JWST) i wyniesieniu na orbitę misji Ariel Europejskiej Agencji Kosmicznej. „Te zaawansowane technologie dostarczą niespotykanych dotąd informacji na temat atmosfer egzoplanet”, dodaje Leconte. „Jednak analiza i interpretacja wysoce precyzyjnych obserwacji poczynionych z pomocą tych technologii wymaga najpierw opracowania narzędzi i rozwiązań nowej generacji”. W opracowaniu tych rozwiązań pomoże projekt WHIPLASH finansowany przez Europejską Radę ds. Badań Naukowych.
Wypełnianie luki w wiedzy o egzoplanetach
Większość obserwacji charakteryzujących atmosferę analizuje się obecnie przy użyciu sferycznie symetrycznych, jednowymiarowych modeli w stanie stałym. Problem polega na tym, że modele te nie są w stanie dokładnie odwzorować anizotropowych atmosfer wielu tranzytujących egzoplanet, co oznacza, że są one w ograniczonym stopniu przydatne w analizie wysoce precyzyjnych obserwacji, które zapewnią misje JWST i Ariel. Aby wypełnić tę lukę, w ramach projektu WHIPLASH opracowywane są nowe ramy, które pozwolą określić fizykę i skład atmosfer egzoplanet. „Pozwoli nam to przezwyciężyć aktualne ograniczenia w analizowaniu i interpretowaniu obserwacji egzoplanet”, wyjaśnia Leconte, który pełni funkcję koordynatora projektu. Te nowe ramy oparte są na innowacyjnym trójwymiarowym symulatorze atmosfery planetarnej. Poprzez połączenie globalnego modelu klimatycznego z trójwymiarowym kodem transferu promieniowania symulator może interpretować i analizować dane obserwacyjne, pozwalając naukowcom lepiej zrozumieć warunki potrzebne do utrzymania wody w stanie ciekłym na egzoplanetach typu ziemskiego. Ramy są dostępne dla społeczności badawczej w formie oprogramowania typu open-source.
Przygotowanie gruntu
Te ramy zapewniają podstawy do badania Trappist-1 – układu egzoplanetarnego składającego się z siedmiu planet wielkości Ziemi. Ponieważ układ znajduje się stosunkowo blisko naszego Układu Słonecznego, a jego środkiem jest chłodna pobliska gwiazda, idealnie nadaje się on do scharakteryzowania atmosfery umiarkowanych planet typu ziemskiego. „Ten układ, w którego odkryciu brał udział nasz zespół badawczy, staje się swego rodzaju Kamieniem z Rosetty w dziedzinie nauki o egzoplanetach”, zauważa Leconte. „Dzięki pracy wykonanej w ramach projektu WHIPLASH gdy tylko zaczną docierać do nas obserwacje z misji JWST i Ariel, będziemy gotowi przenieść badania egzoplanet na zupełnie nowy poziom”.
Słowa kluczowe
WHIPLASH, egzoplanety, Teleskop Webba, misja kosmiczna Ariel, planety, układ słoneczny, Europejska Agencja Kosmiczna, dane obserwacyjne
